Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Расчет зависимости движения подвижного состава

Работа из раздела: «Транспорт»

/

Содержание

Введение

1. Расчёт и построение зависимости основного удельного сопротивления движению от скорости подвижного состава

2. Расчет и построение электромеханических характеристик передачи на ободе колеса

2.1 Характеристики, отнесённые к валу двигателя

2.2 Характеристики, отнесённые к ободу колеса

2.3 Определение среднего пускового тока тягового двигателя

3. Расчет тяговых и тормозных характеристик подвижного состава

3.1 Тяговая характеристика

3.2 Расчёт и построение характеристики потребляемого подвижным составом тока

3.3 Расчёт тормозной силы

3.4 Расчёт и построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, действующих на транспортное средство

4. Построение кривых движения и тока подвижного состава в прямом и обратном направлениях

4.1 Расчетно-графический способ

4.2 Графический способ

5. Определение расхода электроэнергии подвижным составом при движении по перегону

5.1 Расход электроэнергии на тягу подвижного состава

5.2 Расход электроэнергии на собственные нужды подвижного состава

5.3 Расход электроэнергии на тяговой подстанции

5.4 Удельный расход электроэнергии на движение подвижного состава

6. Определение тормозного пути при экстренном и служебном торможениях транспортного средства

Заключение

Список использованных источников

Введение

В ходе выполнения курсовой работы определяются основные характеристики подвижного состава (скорость, время хода транспортного средства по заданному участку, тормозной путь, расход электроэнергии на движение подвижного состава).

В данной курсовой работе будут рассматриваться два метода построения кривых движения(графический и расчетно-графический), также будет представлен расчет тяговых характеристик подвижного состава, расчет потребляемой энергии при движении подвижного состава по заданному участку.

Основными задачами является представление зависимости движения подвижного состава от многих факторов, таких как вес, наполняемость, профиль пути, скорость движения и т. д. Выводы делаются на основании построенных кривых движения в разных режимах.

1. Расчёт и построение зависимости основного удельного сопротивления движению от скорости подвижного состава

На удельное основное сопротивление движению подвижного состава (ПС) оказывают влияние большое число факторов, в том числе случайных, поэтому эту величину в практических расчетах обычно определяют по эмпирическим формулам. В общем случае для подвижного состава городского электрического транспорта удельное сопротивление движению wo, Н/кН, определяется по формуле

wo = a + bv + cv2 ,

где a, b, c - постоянные коэффициенты, отражающие влияние различных факторов на основное сопротивление движению;

v - скорость движения ПС, км/ч.

c - коэффициент сопротивление воздушной среды

Коэффициенты aи b характеризуют силы трения, определяемые конструкцией подвижного состава. Каждому типу подвижного состава соответствует разные значения коэффициентов.

Вес троллейбуса G, кН, рассчитывается по формуле

G= ,

где mв - снаряженная масса троллейбуса АКСМ-201, кг; по заданию

mв = 10 515 кг;

mп - расчетная масса пассажира, кг; mп = 70 кг;

kн - коэффициент среднего наполнения троллейбуса;kн = 0,53;

Nп - вместимость троллейбуса, пас.; Nп = 110 пас.;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

G= кН.

Для троллейбуса АКСМ-201 удельное основное сопротивление движению определяется по выражениям:

- при движении под током

woт = 12 + 0,004v2 ,

- при движении без тока

woх = 16 + 0,004v2 .

Для графического представления этих зависимостей задаемся рядом скоростей от нуля до максимальной конструкционной скорости vmax, согласно заданию vmax= 75 км/ч и рассчитываем w oт и woх. Результаты расчета сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Удельное основное сопротивление движению

Скорость движения ПСv,км/ч

Удельное сопротивление движению, Н/кН

щох

щот

0

12,00

16,00

10

12,40

16,40

20

13,60

17,60

30

15,60

19,60

40

18,40

22,40

50

22,00

26,00

60

26,40

30,40

70

31,60

35,60

75

34,50

38,50

По результатам расчетов приводим графические зависимости удельных основных сопротивлений движению троллейбуса от скорости на рисунке 1.

Рисунок 1 - Зависимость удельного основного сопротивления троллейбуса от скорости движения

2. Расчет и построение электромеханических характеристик передачи на ободе колеса

2.1 Характеристики, отнесённые к валу двигателя

Электромеханические характеристики тягового электродвигателя (ТЭД), отнесённые к валу двигателя, определяются по следующим выражениям

n = ,

M = ,

зд = ,

где n - частота вращения якоря, об/мин;

U - напряжение на выходах двигателя, В;

I ? ток в цепи якоря, А;

r - суммарное сопротивление якорной цепи, Ом;

с - постоянная двигателя;

Ф - магнитный поток в двигателе, Вб;

М - момент на валу двигателя, Нм;

Рм ? механические потери в двигателе, Вт;

Рс - потери в стали при холостом ходе двигателя, Вт;

kс - коэффициент дополнительных потерь при нагрузке двигателя;

зд - КПД тягового электродвигателя.

Электромеханические характеристики, отнесённые к валу двигателя, для тягового электродвигателя ДК - 207 выбираем из приложения А [1], представлены в таблице 2 и на рисунке 2.

Таблица 2 - Электромеханические характеристики, отнесённые к валу электродвигателя

Ток, А

Частота вращения якоря n, об/мин

Момент на волу M, Нм

КПД зд

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

50

1843

2165

4973

122

70

 

0,87

0,83

0,88

100

1580

1855

3510

296

227

105

0,89

0,89

0,89

150

1404

1638

2750

506

401

244

0,9

0,91

0,9

200

1270

1550

2282

715

575

401

0,9

0,92

0,9

250

1170

1463

1948

942

767

567

0,88

0,91

0,9

300

1112

1404

1784

1186

959

750

0,87

0,9

0,9

350

1053

1346

1697

1437

1165

924

0,85

0,89

0,89

400

1053

1340

1638

1726

1395

1133

0,83

0,86

0,87

1 - режим полного поля (в = 1,0); 2 - режим ослабления поля (в = 0,5); 3 - режим ослабления поля (в = 0,5)

Рисунок 2 - Электромеханические характеристики, отнесенные к валу электродвигателя

2.2 Характеристики, отнесённые к ободу колеса

Для пересчёта характеристик ТЭД с вала на обод колеса используются следующие формулы

н = ,

F = ,

з= ,

где Dк - диаметр колёс, м; по заданию Dк= 1,07 м;

м - передаточное число редуктора; по заданию м = 11,8

F - сила тяги, Н;

Рз - потери в передаче, Вт;

з - КПД тягового двигателя, отнесённый к ободу колеса.

Потери в передаче Р3, Вт, определяются по формуле

Pз = ,

где Рзо - относительные потери в передаче, %; принимаем по таблице 3, [1].

U - напряжение в контактной сети, В; U = 550 В;

I - номинальный (часовой) ток двигателя, А; по заданию Iч = 230 А.

Принимаем для рассчитываемого троллейбуса в соответствии с [3]двухступенчатую передачу с муфтой и определяем потери в передаче. Результаты расчета представлены в табличном (таблица 3) и графическом виде (рисунок 3).

Таблица 3 - Относительные потери в передаче

Тип передачи

Ток якоря I, А

460

345

288

230

173

138

115

92

69

58

Относительные Pзо, %

6,6

6,3

6,1

6,0

6,1

6,4

6,9

7,6

10,0

11,6

Абсолютные Pз, Вт

16698

11954

9646

7590

5787

4858

4364

3846

3795

3669

Рисунок 3 - Зависимость потерь в передаче от тока двигателя

Пересчитываем электромеханические характеристики ТЭД с вала двигателя на обод колеса, корректируя потери для заданных токов с помощью линии тренда, созданной на основе построенного выше графика. Результаты заносим в таблицу 4, а графические зависимости представлены на рисунках 4 и 5.

Таблица 4 - Электромеханические характеристики электродвигателя, отнесенные к ободу колеса

Ток I, А

Скорость движения ПС V, км/ч

Сила тяги F, Н

КПД з

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

50

32

37

85

2279

1194

 

0,74

0,7

0,74

100

27

32

60

5995

4553

2076

0,82

0,82

0,82

150

24

28

47

10380

8176

4983

0,84

0,85

0,84

200

22

26

39

14675

11785

8235

0,84

0,86

0,84

250

20

25

33

19265

15708

11598

0,82

0,85

0,84

300

19

24

30

24226

19622

15338

0,81

0,84

0,83

350

18

23

29

29234

23771

18853

0,79

0,82

0,82

400

18

23

28

35218

28528

23157

0,77

0,8

0,81

Рисунок 4 ? КПД электродвигателя, отнесённый к ободуколеса

1 - режим полного поля (в = 1,0); 2 - режим ослабления поля (в = 0,5); 3 - режим ослабления поля (в = 0,5)

Рисунок 5 ? Электромеханические характеристики двигателя, отнесённые к ободу колеса

2.3 Определение среднего пускового тока тягового двигателя

Значение максимального пускового тока определяется из условий:

- надежной коммутации двигателя

- надежного сцепления колес с дорогой или рельсами

где Fnmaxcц - сила тяги при максимальном пусковом токе, Н;

Gсц - сцепной вес поезда при номинальном наполнении, кН;

ш - расчетный коэффициент сцепления; для троллейбуса равен0,3...0,35;

принимаем ш = 0,3;

z - количество ТЭД на ПС; для троллейбусаz = 1.

Сцепной вес поезда - вес приходящийся на обмоторенные оси, который определяется по формуле

-для троллейбуса с одним приводным мостом

Gсц= ;

Gсц= кН.

Для определения максимального пускового тока рассчитываем Fnmaxcц при равенстве левой и правой части выражения.

Н.

По электромеханической характеристике двигателя F(I)при полном поле (рисунок 5) Iп maxcц = 406 А .

Максимальный пусковой ток двигателя Iпmax, А,

Iп maх = Iп maх сц, если Iп maх сц? Iп maх к = 2Iч,

Iп maх = Iп maх к, если Iп maх сц>Iп maх к = 2Iч,

Максимальный ток по надежной коммутации двигателя

Iпmax к= 2 · 230 = 460 А.

Максимальный пусковой ток Inmax = 406 А по условию надёжного сцепления, т.к. этот ток меньше, чем ток по значению тока по надёжной коммутации двигателя Iпmax к = 460 А.

Средний пусковой ток двигателя Iпс, А, определяется по формуле

где k1- коэффициент неравномерности пускового тока;

k3-коэффициент запаса.

Коэффициенты k1и k3для плавной автоматической системы пуска принимаем k1= 0,0и k3 =1,0;

А.

Проверяем значение пускового тока по допустимому ускорению подвижного состава в режиме пуска.

По электромеханическим характеристикам двигателя F(Iпс) и v(Iпс) при полном поле ( рисунок 5) Fпc = 35621 Н и vпс =18 км/ч.

Для ПС городского электротранспорта средний пусковой ток необходимо проверить по допустимому максимальному ускорению, равному 2 м/с2для автоматических систем с плавным пуском. Проверка проводится по следующему алгоритму:

для значения Iпс по характеристике F(I) при полном поле, определяется значение Fпc;

для значения Iпс по характеристике v(I) при полном поле, определяется значение vпc;

рассчитывается удельное основное сопротивление движению wот по формулам таблицы 1 при подстановки значения нпс

woт = 12 + 0,004 · 182 = 13,2 Н/кН.

рассчитывается среднее ускорение в режиме пуска а, м/с2, по формуле

где (1 + г) - коэффициент инерции вращающихся частей ПС; равный 1,15...1,2 для троллейбуса; (1 + г) = 1,2;

м/с2

Расчетное ускорение а= 1,9 м/с2 меньше допустимого значения2,0 м/с2, поэтому значение среднего пускового тока принимаем равным 406 А.

Максимальное и минимальное значение пускового тока

A,

A.

Найденное значение среднего пускового тока наносим на электромеханические характеристики двигателя.

3. Расчет тяговых и тормозных характеристик подвижного состава

3.1 Тяговая характеристика

Тяговая характеристика ПС - это зависимость силы тяги на ободе колес от скорости движения. Сила тяги на ободе колес всех обмоторенных осей F?, H, определяется по формуле

FУ = Fz

Задаемся рядом скоростей н графически по характеристикам F(I) определяем соответствующие значенияF и по ним рассчитываем значения FУ.

На тяговую характеристику ПС необходимо нанести зависимость FУпс(н), которая представляет собой прямую параллельную оси абсцисс ограниченную в диапазоне скоростей от 0 до нпс включительно. Кроме этого проводиться линия ограничивающего условия силы тяги по надежному сцеплению FУ п max сц(н). Значения FУпс, H, и FУ п max сц, Н, определяются по формулам

FУпс = Fпс z,

FУп max сц = F п max сцz.

Включение ослабления поля (переход между тяговыми характеристиками) на тяговой характеристике ПС показывается вертикальной линией. При определении скоростей перехода на ослабленное поле необходимо стремиться к удовлетворению двух противоположных условий:

1) скачок силы тяги при включении ослабления должен стремиться к минимуму, что возможно при больших скоростях;

2) максимально использовать характеристики при ослабленном поле, т.е. включать ослабление при низких скоростях.

Рассчитываем FУ по данным таблицы 4, принимая z = 1.

Результаты расчетов сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - Результаты расчета силы тяги на ободе колес

Ток I, А

Скорость движения ПС v, км/ч

Сила тяги F, Н

Сила тяги FУ, Н, при z = 1

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

50

32

37

85

2279

1194

 -

2279

1194

100

27

32

60

5995

4553

2076

5995

4553

2076

150

24

28

47

10380

8176

4983

10380

8176

4983

200

22

26

39

14675

11785

8235

14675

11785

8235

250

20

25

33

19265

15708

11598

19265

15708

11598

300

19

24

30

24226

19622

15338

24226

19622

15338

350

18

23

29

29234

23771

18853

29234

23771

18853

400

18

23

28

35218

28528

23157

35218

28528

23157

Средняя сила тяги на ободе колес всех обмоторенных осей в режиме пуска

Fспс = 35621 · 1 = 35621 Н.

Средняя сила тяги на ободе колес всех обмоторенных осей по условиям надёжного сцепления

F?п max сц = 35738 · 1 = 35738 Н.

Тяговая характеристика троллейбуса со всеми ограничивающими условиями представлена на рисунке 6.

1 - FУ(v) режим полного поля (в = 1,0); 2 - FУ(v) режим ослабления поля (в = 0,5);
3 - FУ(v) режим ослабления поля (в = 0,31); 4 - F?п max сц(v); 5 - F?пс(v)

Рисунок 6 - Тяговая характеристика троллейбуса

3.2 Расчёт и построение характеристики потребляемого подвижным составом тока

Потребляемый ток I?, A, определяется по формуле

I? =Izп,

где zп - число параллельных групп в схеме присоединения тяговых двигателей к контактной сети, для данного вида троллейбусаАКСМ-201zп = 1.

Параллельные группы ТЭД обычно применяются в трамвайных вагонах, где параллельно подключаются двигатели разных тележек.

Построение характеристики I?(v) аналогично тяговой характеристике. Значения среднего потребляемого тока в режиме пуска I?пс , А, и допустимого тока по надежности сцепления I?п max сц, А, определяется по формулам:

I?пс = Iпс zn,

I ?п max сц = Iп max сц zn.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Таблица 6 -Результаты расчёта потребляемого тока

Ток I,А

Скорость движения ПС V, км/ч

I

в = 1,0

в = 0,5

в = 0,5

50

50

32

37

85

100

100

27

32

60

150

150

24

28

47

200

200

22

26

39

250

250

20

25

33

300

300

19

24

30

350

350

18

23

29

400

400

18

23

28

Средний потребляемый ток в режиме пуска

I?пс = 406 · 1 = 406 А.

Максимальный потребляемый ток по условию надёжного сцепления

I ?п max сц = 406 · 1 = 406 А.

Зависимость потребляемого троллейбусом тока от скорости движения со всеми ограничивающими условиями представлена на рисунке 7.

1 - IУ(v) режим полного поля (в = 1,0); 2 - IУ(v) режим ослабления поля (в = 0,5); 3 - IУ(v) режим ослабления поля (в = 0,31); 4 - I?п max сц(v); 5 - I?пс(v)

Рисунок 7 - Зависимость потребляемого тока от скорости движения

3.3 Расчёт тормозной силы

Эффективное торможение подвижного состава городского электрическоготранспорта является одним из главных условий безопасности движения. Критериемэффективности в этом случае является минимальный тормозной путь, что обеспечиваетсяпри максимально допустимой тормозной силе. При использовании одновременноэлектрического и механических тормозов, т. е. при экстренном торможении, ограничение максимальной тормозной силы обусловлено сцеплением колеса и дороги.Следовательно,максимальнуютормознуюсилуBт.max сц , Н, подвижного состава при экстренном торможении определяют по формуле

Bт.max сц = 0,8 · 1000Gсц т ш,

где Gсц т - вес подвижного состава, приходящийся на оси (колёса), оборудованные тормозами, при номинальном заполнении, кН.

Сцепной вес троллейбуса при механическом торможении

Gсц т= ,

Gсц т= кН,

Максимальная тормозная сила

Bт.max сц = 0,8 · 1000 · 179 · 0,3 = 42842 Н.

Значение удельного основного сопротивления движению wот, определяется при скорости начала торможения ориентировочно равной 18…20 км/ч;н = 20 км/ч.

woт = 16 + 0,004 · 202 = 17,6Н/кН.

Значение наибольшего замедления подвижного состава aт max, не должно превышать допустимого замедления 5 м/с2, иначе необходимо ограничить тормозную силу Bт.max по наибольшему допустимому замедлению.

Рассчитанное наибольшее замедление троллейбуса не превышает допустимое значение 5 м/с2, следовательно, максимальную тормозную силу можно принять равной Bт.max сц = 42842 Н, рассчитанному значению по условию надёжного сцепления.

Тормозную силу Bт, Н, при служебном торможении определим по формуле

Bт = (0,5…0,6)Bт.max,

Bт = 0,6 · 42842 = 25705Н.

3.4 Расчёт и построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, действующих на транспортное средство

Удельная ускоряющая сила f0, Н/кН, действующая на подвижной состав, определяется по формуле

f0= f - wот ,

где f - удельная сила тяги, Н/кН;

Удельная замедляющая сила bто сл, Н/кН, действующая на подвижной состав, определяется по формуле

bто сл = bт сл + wох,

где bт сл - удельная тормозная сила при служебном торможении, Н/кН;

Удельная максимальная замедляющая сила bто э, Н/кН, действующая на подвижной состав, определяется по формуле

bто э = bт э + wох,

где bт э - удельная тормозная сила при экстренном торможении, Н/кН;

Задавшись рядом скоростей н графически по характеристике F(н) (рисунок 6) определяются соответствующие значения Fи по ним рассчитываются значения f

Для этих же значений скоростей определяются значения wот иwох по формулам таблицы 1.

Результаты расчета представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Результаты расчёта удельных сил

Скорость v, км/ч

Удельные силы, действующие на троллейбус, Н/кН

f

щот

щох

bт сл

bт э

bто сл

bто э

60

14,51

26,40

30,40

149,75

299,51

-11,88

180,15

329,90

47

34,84

20,84

24,84

149,75

299,51

14,00

174,59

324,34

Скорость v, км/ч

Удельные силы, действующие на троллейбус, Н/кН

f

щот

щох

bт сл

bт э

bто сл

bто э

39

57,57

18,08

22,08

149,75

299,51

39,49

171,84

321,59

33

81,08

16,36

20,36

149,75

299,51

64,73

170,11

319,86

30

107,23

15,60

19,60

149,75

299,51

91,63

169,35

319,11

29

131,80

15,36

19,36

149,75

299,51

116,44

169,12

318,87

28

161,89

15,14

19,14

149,75

299,51

146,75

168,89

318,64

28

57,16

15,14

19,14

149,75

299,51

42,02

168,89

318,64

26

82,39

14,70

18,70

149,75

299,51

67,69

168,46

318,21

25

109,81

14,50

18,50

149,75

299,51

95,31

168,25

318,01

24

137,18

14,30

18,30

149,75

299,51

122,87

168,06

317,81

23

199,44

14,12

18,12

149,75

299,51

185,32

167,87

317,62

23

83,89

14,12

18,12

149,75

299,51

69,78

167,87

317,62

22

102,59

13,88

17,88

149,75

299,51

88,71

167,64

317,39

20

134,68

13,60

17,60

149,75

299,51

121,08

167,35

317,11

19

169,36

13,45

17,45

149,75

299,51

155,92

167,20

316,95

18

246,21

13,30

17,30

149,75

299,51

232,91

167,05

316,80

0

246,21

12,00

16,00

149,75

299,51

234,21

165,75

315,51

Диаграмма удельных и замедляющих сил представлена на рисунке 8.

подвижной троллейбус тормозной ток

1- f; 2 - fo; 3 - щот; 4 - щох; 5 - bтсл; 6 - bтосл; 7 - bтэ; 8 - bтоэ

Рисунок 8 - Диаграмма ускоряющих и замедляющих сил, действующих на троллейбус

4. Построение кривых движения и тока подвижного состава в прямом и обратном направлениях

4.1 Расчетно-графический способ

Под кривыми движения подвижного состава по перегону принято понимать зависимости скорости v и времени движения tот пройденного пути S. Исходными данными для этого расчета являются диаграмма ускоряющих и замедляющих сил, действующих на подвижной состав (рисунок 8) и профиль перегона, графическое изображение, которого представлено на рисунке 9.

0

-20

110

10

200

15

200

0

130

300

Рисунок 9 - Профиль пути

Для построения кривых движения задаемся расчетным интервалом скорости Дvi. Этот интервал не является постоянным и обычно в начале расчета он принимается равным 5 м/с, далее Дvi изменяется в сторону уменьшения для участков с большими уклонами и в сторону увеличения для участков с малыми уклонами.

В интервале Дvi определяется средняя скорость vср i, м/с, движения подвижного состава по формуле

vср i = vi - 1 + ,

где vi - 1 - начальная скорость движения на i-ом шаге расчета, м/с.

Значение vо принимается равным нулю, т.е. расчет начинается с момента трогания подвижного состава.

По найденному значению vсрi из диаграммы ускоряющих и замедляющих сил определяется сила fд i согласно режиму движения - тяга (fо), выбег (wох) или торможение (bто сл).

Рассчитывается средняя ускоряющая или замедляющая сила fдср i, Н/кН, с учетом удельного сопротивления от уклона участка

fдср i = fд i - i.

При выборе знака Дvi на каждом шаге необходимо проверять соотношение

vср i-1 + < 60

Пройденный путь Si, м, определяется по формуле

Si = У ?Si,

где n - текущий шаг расчета;

ДSi = 7,87(1+г)Дvi,

Время движения ti, с, подвижного состава по перегону рассчитывается по формуле

ti = У ?ti,

гдеДti = 28,3(1+г).

Текущее значение скорости движения vi, км/ч, рассчитывается по формуле

vi = У ?vi.

На одной диаграмме с кривыми движения представляется зависимость потребляемого тока подвижным составом от пройденного пути S. Для построения этой зависимости по точкам vn из характеристики I?(v) (рисунок 7)определяется соответствующие точки потребляемого подвижным составом тока. Результаты расчетов сводим в таблицу 8.

По результатам расчетов строим кривые движения троллейбуса по перегону в прямом направление, которые представлены на рисунке 10.

Таблица 8 - Результаты расчета кривых движения троллейбуса

Шаг i

vi , км/ч

Дvi, км/ч

vср i , км/ч

fдер i , Н/кН

Дti , c

ti , c

IУi , A

ДSi , м

Si , м

i,

Режим движения

1

0,0

0

0,0

0,0

0,0

0,0

390

0,0

0,0

0

тяга

2

5,0

5

2,5

234,2

0,7

0,7

390

0,5

0,5

0

-“-

3

10,0

5

7,5

234,2

0,7

1,4

390

1,5

2,0

0

-“-

4

15,0

5

12,5

234,2

0,7

2,2

390

2,5

4,5

0

-“-

5

18,0

3

16,5

234,9

0,4

2,6

250

2,0

6,5

0

-“-

6

23,0

5

20,5

121,1

1,4

4,0

150/400

8,0

14,5

0

-“-

7

28,0

5

25,5

95,3

1,8

5,8

150/400

12,6

27,2

0

-“-

8

32,0

4

30,0

91,6

1,5

7,3

260

12,4

39,5

0

-“-

9

36,0

4

34,0

64,7

2,1

9,4

240

19,8

59,4

0

-“-

10

40,0

4

38,0

41,1

3,3

12,7

190

34,9

94,3

0

-“-

11

43,7

3,65

41,8

39,8

3,1

15,8

178

36,2

130,5

0

-“-

12

46,7

3

45,2

41,0

2,5

18,3

155

31,2

161,7

-20

-“-

13

48,9

2,2

47,8

32,5

2,3

20,6

146

30,5

192,2

-20

-“-

14

51,9

3

50,4

29,5

3,5

24,0

134/0

48,4

240,6

-20

-“-

15

47,9

-4

49,9

-40,0

3,4

27,4

0

47,1

287,7

10

выбег

16

43,9

-4

45,9

-35,0

3,9

31,3

0

49,5

337,2

10

-“-

17

39,9

-4

41,9

-31,6

4,3

35,6

0

50,0

387,2

10

-“-

18

35,4

-4,5

37,6

-30,0

5,1

40,7

0

53,3

440,5

10

-“-

19

31,4

-4

33,4

-35,2

3,9

44,6

0

35,8

476,2

15

-“-

20

27,4

-4

29,4

-34,9

3,9

48,5

0

31,8

508,0

15

-“-

21

23,4

-4

25,4

-33,0

4,1

52,6

0

29,0

537,0

15

-“-

22

19,4

-4

21,4

-30,0

4,5

57,1

0

26,9

563,9

15

-“-

23

15,4

-4

17,4

-27,0

5,0

62,1

0

24,3

588,2

15

-“-

24

11,4

-4

13,4

-26,0

5,2

67,4

0

19,4

607,6

15

-“-

25

14,4

3

12,9

217,0

0,5

67,8

400

1,7

609,3

15

тяга

26

19,4

5

16,9

217,0

0,8

68,6

300

3,7

612,9

15

-“-

27

24,4

5

21,9

75,0

2,3

70,9

280

13,8

626,7

15

-“-

28

28,4

4

26,4

74,0

1,8

72,7

150/0

13,5

640,1

15

-“-

29

23,4

-5

25,9

-19,0

8,9

81,6

0

64,2

704,4

0

выбег

30

18,4

-5

20,9

-18,4

9,2

90,9

0

53,5

757,9

0

-“-

31

17,5

-0,85

17,9

-17,9

1,6

92,5

0

8,0

765,9

0

-“-

32

17,0

-0,5

17,3

-17,5

1,0

93,5

0

4,7

770,6

0

-“-

33

16,5

-0,5

16,8

-17,4

1,0

94,4

0

4,5

775,1

0

-“-

34

16,0

-0,5

16,3

-17,3

1,0

95,4

0

4,4

779,6

0

-“-

35

15,5

-0,5

15,8

-17,0

1,0

96,4

0

4,4

783,9

0

-“-

36

15,4

-0,1

15,5

-170,1

0,0

96,4

0

0,1

784,0

0

-“-

37

20,4

5

17,9

234,9

0,7

97,2

250

3,6

787,6

0

тяга

38

25,4

5

22,9

105,0

1,6

98,8

180

10,3

797,9

0

-“-

39

20,4

-5

22,9

-18,1

9,4

108,1

0

59,7

857,7

0

выбег

40

15,4

-5

17,9

-17,1

9,9

118,1

0

49,4

907,1

0

-“-

41

11,9

-3,5

13,7

-15,6

7,6

125,7

0

28,9

936,0

0

-“-

42

8,5

-3,4

10,2

-166,5

0,7

126,4

0

2,0

938,0

0

торможение

43

3,5

-5

6,0

-165,0

1,0

127,4

0

1,7

939,7

0

-“-

44

0,0

-3,5

1,8

-163,0

0,7

128,1

0

0,4

940,1

0

-“-

Рисунок 10 - Кривые движения троллейбуса по перегону в прямом направлении, зависимость потребляемого тока от пройденного пути.

4.2 Графический способ

Кривые движения подвижного состава в обратном направлении по заданному перегону строятся графическим способом по методу Министерства путей cообщения (МПС).

Первой строят кривую скорости v(S), а затем кривую времени хода t(S) и потребляемого тока I?(S). Для построения кривых скорости v(S) и времени t(S) сначала выбираем масштабы скорости mv = 1 мм/(км/ч), пути ms = 0,1 мм/м и времени mt = 1 мм/с.

Масштаб удельных сил действующих на подвижной состав mf, мм/(Н/кН),рассчитывается по формуле

mf = ,

где mv - масштаб скорости, мм/(км/ч);

ms - масштаб пути, мм/м.

mf = мм/(Н/кН)

В масштабе вычерчивают диаграммы ускоряющих и замедляющих сил f0, wox и bто сл действующих на подвижной состав на прямом горизонтальном участке пути. Причём по оси абсцисс откладывают значения удельных сил, а по оси ординат скорость v.

Справа от диаграммы действующих сил с учётом выбранных масштабов строится кривая v(S). По оси ординат при построении кривой v(S) откладывается скорость, а по оси абсцисс путь. Рекомендуется при построении отступить от кривой bто сл до оси v на расстояние не менее Б, мм, которое вычисляется по формуле

Б =

где mt - масштаб времени, мм/с.

Б = мм.

Под осью S графически представляется профиль пути.

Алгоритм построения кривых движения графическим способом аналогичен расчётно-графическому способу. Задаваясь значениями приращения скорости Дvi на каждом i-том шаге построения по зависимостям удельных действующих сил определяется среднее значение силы fдср i. Приращения пути ДSi на каждом шаге определяется графическим способом. Кривые движения ПС представлены в приложении А.

5. Определение расхода электроэнергии подвижным составом при движении по перегону

5.1 Расход электроэнергии на тягу подвижного состава

Расход электрической энергии на тягу подвижного состава постоянного тока определяется по кривым движения графоаналитическим методом.

Кривую потребляемого тока I?(S) подвижным составом разбивают на отрезки ?I?j. Для каждого отрезка определяется среднее значение тока I?срj, А, по формуле

где I?нj? ток начальной точки j-того отрезка ?I?j, A;

I?кj? ток конечной точки j-того отрезка ?I?j, A.

Расход электроэнергии на тягу Wтяга, Вт•ч, подвижного состава определяется по формуле

где ?tj ? отрезок времени j-того шага расчета, с;

Uс ? напряжение в контактной сети, В.

Результаты расчета расхода электроэнергии на тягу для движения по заданному перегону в прямом направлении (рисунок 10) представлены в таблице 9.

Таблица 9 ? Результаты расчета расхода электроэнергии на тягу в прямом направлении

Шаг j

Ток, А

Дtj, c

Uc, В

Wтягаj, Вт•ч

IУнj

IУкj

IУсрj

1

390

390

390

2,20

550

131,1

2

390

250

320

0,43

550

21,2

3

250

150

200

1,40

550

42,9

4

400

150

275

1,78

550

74,9

5

400

260

330

1,48

550

74,7

6

260

240

250

2,10

550

80,2

7

240

190

215

3,31

550

108,6

8

190

178

184

3,11

550

87,5

9

178

155

166,5

2,48

550

63,2

10

155

146

150,5

2,30

550

52,9

11

146

134

140

3,45

550

73,9

12

400

300

350

0,50

550

26,7

13

300

280

290

0,80

550

35,4

14

280

150

215

2,30

550

75,5

15

250

180

215

2,30

550

75,5

Итого Wтяга

1024,2

5.2 Расход электроэнергии на собственные нужды подвижного состава

Расчет расхода электроэнергии на собственные нужды Wсн, Вт•ч, осуществляется по формуле

где Pсн ? средняя мощность нагрузки собственных нужд подвижного состава, Вт; для троллейбусовPсн = 1500…2000 Вт; принимаем Pсн = 1800 Вт.

tx ? время движения подвижного состава по перегону, с;

tст ? среднее время стоянки подвижного состава на остановочном пункте, с; tст = 20…30 с; принимаем tст = 20 с.

5.3 Расход электроэнергии на тяговой подстанции

Расход электроэнергии на тяговой подстанции Wпс, Вт•ч, при движении подвижного состава по перегону рассчитывается по формуле

где зкс ? средний коэффициент полезного действия контактной сети, принимается равной 0,93;

зпс ? средний коэффициент полезного действия тяговой подстанции городского электротранспорта, принимается равным 0,95.

5.4 Удельный расход электроэнергии на движение подвижного состава

Удельный расход электроэнергии w измеряется в Вт•ч/(кН•км) или в кВт•ч/км и соответственно рассчитывается по формуле

где S ? длина перегона, м; S = 940 м.

6. Определение тормозного пути при экстренном и служебном торможениях транспортного средства

Перед выпуском подвижного состава на линию в соответствие с ПТЭ троллейбуса в депо производятся следующие проверки:

тормозной путь порожнего троллейбусалюбого типа на горизонтальном участке пути, имеющем сухое асфальтовое покрытие,при экстренном торможении при скорости начала торможения 40 км/ч должен быть не более 19,9 м.

Расчетный тормозной путьlрт - это путь, проходимый подвижным составом с момента возникновения необходимости торможения до полной остановки. Он состоит из действительного тормозного пути lт, где на подвижной состав действует тормозная сила, и пути подготовки тормозов lп, который подвижной состав проходит за время подготовки тормозов tп. Это время необходимо для возникновения реакции у водителя на обнаруженную опасность, приведения им в действие тормозов и срабатывания тормозной системы.

lрт = lт + lп .

Путь подготовки тормозов может быть определен из условия, что он проходится с постоянной скоростью vт = 40 км/ч

lп = tпvт ,

Согласно правилам тяговых расчетов принимаем время подготовки тормозов для троллейбуса tп= 0,5 с.

= 5,6 м.

Рассчитаем вес для порожнего ПС по формуле

Gсц т= ,

Определяем максимальную тормозную силу Bт.max сц, Н, для порожнего подвижного состава при экстренном торможении по формуле:

Bт.max сц = 0,8 · 1000Gсц т ш,

Bт.max сц = 0,8 · 1000 · 179 · 0,35 = 50120 Н

Тормозная сила служебного торможения

Bт = 0,6Bт.max сц,

B'т = 0,6 • 50120 = 30072 Н.

Определяем удельную тормозную силу при экстренном и служебном торможении для порожнего ПС соответственно

Результаты расчёта замедляющих сил приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Результаты расчета замедляющих удельных сил, действующих на порожний подвижной состав

Скорость v, км/ч

Удельные силы, действующие на порожний троллейбус, Н/кН

щох

bт' сл

bт' э

bто' сл

bто' э

40

22,4

289,6

482,7

312,0

505,1

35

20,9

289,6

482,7

310,5

503,6

30

19,6

289,6

482,7

309,2

502,3

25

18,5

289,6

482,7

308,1

501,2

20

17,6

289,6

482,7

307,2

500,3

15

16,9

289,6

482,7

306,5

499,6

10

16,4

289,6

482,7

306,0

499,1

5

16,1

289,6

482,7

305,7

498,8

0

16

289,6

482,7

305,6

498,7

Результаты расчётов длин тормозных путей представлены в таблицах 11, 12, и на рисунке 11.

Таблица 11 - Результаты расчета тормозного пути при экстренном торможении

Шаг i

vi , км/ч

Дvi, км/ч

vср i , км/ч

fдер i , Н/кН

Дti , c

ti , c

ДSi , м

Si , м

Режим торможения

1

40

-

-

-

-

0,500

-

5,6

экстренное

2

35

-5

37,5

-504,1

0,337

0,837

3,513

9,1

-“-

3

30

-5

32,5

-502,7

0,338

1,175

3,053

12,2

-“-

4

25

-5

27,5

-501,5

0,339

1,513

2,589

14,8

-“-

5

20

-5

22,5

-500,5

0,339

1,852

2,123

16,9

-“-

6

15

-5

17,5

-499,7

0,340

2,192

1,654

18,5

-“-

7

10

-5

12,5

-499,1

0,340

2,532

1,183

19,7

-“-

8

5

-5

7,5

-498,7

0,340

2,873

0,710

20,4

-“-

9

0

-5

2,5

-498,4

0,341

3,214

0,237

20,7

-“-

Таблица 12 - Результаты расчета тормозного пути при служебном торможении

Шаг i

vi , км/ч

Дvi, км/ч

vср i , км/ч

fдер i , Н/кН

Дti , c

ti , c

ДSi , м

Si , м

Режим торможения

1

40

-

-

 

 

0,5

 

5,6

служебное

2

35

-5

37,5

-311,1

0,546

1,046

5,692

11,3

-“-

3

30

-5

32,5

-309,7

0,548

1,594

4,955

16,2

-“-

4

25

-5

27,5

-308,5

0,550

2,144

4,209

20,5

-“-

5

20

-5

22,5

-307,5

0,552

2,697

3,455

23,9

-“-

6

15

-5

17,5

-306,7

0,554

3,250

2,694

26,6

-“-

7

10

-5

12,5

-306,1

0,555

3,805

1,928

28,5

-“-

8

5

-5

7,5

-305,7

0,555

4,360

1,158

29,7

-“-

9

0

-5

2,5

-305,5

0,556

4,916

0,386

30,1

-“-

Рисунок 11 - Кривые движения троллейбуса при экстренном и служебном торможении.

Определяем соотношения lрт э / lрт сл ? 0,7 и bт cл /bт э = 0,6.

Заключение

В ходе курсовой работы были определены зависимости удельного основного сопротивления движению от скорости подвижного состава при движении под токомwoт = 12 + 0,004v2и при движении без тока woх = 16 + 0,004v2.

Определили средний пусковой ток двигателя А, расcчитали тяговые и тормозные характеристик подвижного состава, построили кривые движения подвижного состава в прямом направлении расчетно-графическим методом и в обратном направлении графическим методом.

Вычислили расход энергии подвижным составом по перегону: электроэнергии на тягу Wтяга = 1024,2 Вт·ч, электроэнергии на собственные нужды подвижного состава Вт·ч, электроэнергии на тяговую подстанцию Вт·ч

Определили тормозной путь при экстренном и служебном торможениях транспортного средства, равным 20,7м и 30,1м соответственно, а также по полученным результатам были построены графики.

Назначение тяговых расчётов состояло в определении зависимости между основными параметрами ПС. Эти расчёты соблюдаются при проектировании ПС, а также системы его электроснабжения, при проведении различных проверочных расчётов.

Список использованных источников

1. Евдасев И.С. Основы электрической тяги. Пособие по выполнению курсовой работы. Гомель, 2005 - 44с.

2. Боталов Н. М., Петров Б. П. Тяговые электрические аппараты.-М.: Энергия, 1969 - 302с.

3. Ефремов И. С., Косарев Г. В. Теория и расчёт троллейбусов. Ч. 1. Учеб. Пособие для вузов.-М.: Высш. Школа, 1981.-293 с.

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru